一种应用于独立电网的安全稳定控制方法与流程

本发明涉及独立电网控制技术领域，具体涉及一种应用于独立电网的安全稳定控制方法。

背景技术：

独立运行的企业电网运行相对薄弱，时刻经受着各种功率扰动。与常规大电网不同，独立电网负荷水平低，装机容量小，再小的扰动，尤其是功率过剩扰动或缺额扰动也可能对系统造成较大冲击。对于企业电解铝负荷本质是恒功率负荷，其对负荷电压变化和频率变化不甚敏感。那么，针对特定方式下某具体的负荷水平，如何在系统遭受功率扰动后实现系统功率和频率的精准控制就成为一个不可避免的难题。

特别是机组台数较少、机组容量较大的独立电网，当发生独立电网内1台容量较大的机组、机组升压变故障或送出线路跳闸后，独立电网内失去唯一大电源。已有经验和大量分析均表明，对于供电相对薄弱的独立电网，大机组跳闸往往导致电压崩溃先于频率崩溃。对于独立运行的企业电网而言，电压崩溃的直接后果是导致网内感应电动机负荷（包括电解铝动力负荷及厂用电）滑差快速升高至发生堵转。

若当发生独立电网内1台容量较大的机组、机组升压变故障或送出线路跳闸后，采取深度压负荷的控制措施，由于故障机组出力占总负荷量的比重相当大，电网的稳定性难以保证，势必造成独立电网的全停，给企业带来重大的经济损失。现有技术无法解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中企业独立电网运行即控制中存在的问题，提供了一种应用于独立电网的安全稳定控制方法

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种应用于独立电网的安全稳定控制方法，包括以下步骤：

步骤1）正常运行时，独立电网的电源接带电解铝负荷，公网电源处于空负荷状态；即根据“系列额定电流恒定运行反馈信号”自动调节由独立电网供电的n台整流机组晶闸管触发角来满足电解系列正常生产；

步骤2）当独立电网内1台大容量机组发生跳闸后，安全稳定控制系统执行向电解铝控制系统发“负荷转带”命令，电解铝控制系统根据接收的“负荷转带”指令实现电解铝部分负荷由公网电源供电的m台整流机组接带；或者安全稳定控制系统执行向电解铝控制系统发“负荷转带+压负荷”命令，电解铝控制系统根据接收的“负荷转带+压负荷”指令同时完成电解铝部分负荷由公网电源供电的m台整流机组接带和独立电网供电的n台整流机组按照“压负荷”指令调节晶闸管触发角减少负荷，确保电网稳定运行。

进一步地，步骤2）中安全稳定控制系统根据每hz频率跌落对应的功率缺额量r、负荷转带的频率修正系数kf、压负荷修正系数kl确定故障前功率扰动量px以及最大转移功率pt，并判断负荷转带后频率跌落幅值fd及压负荷量ls，之后给电解铝控制系统发“负荷转带”命令或“负荷转带+压负荷”命令。

进一步地，步骤2）中安全稳定控制系统的逻辑执行步骤如下：

1）依据电网网架结构，整定每hz频率跌落对应的功率缺额量r、负荷转带的频率修正系数kf和压负荷修正系数kl；

2）实际电网运行过程中，当出现1台大容量的机组跳闸时，安全稳定控制系统逻辑启动，确定故障前功率扰动量px值及最大转移功率pt；

3）若功率扰动量px小于每hz频率跌落对应的功率缺额量r，则依靠独立电网网内其他机组的调频能力能够保证电网的稳定运行，不再采取安稳措施，控制逻辑结束；

4）若功率扰动量px大于或等于每hz频率跌落对应的功率缺额量r，则已设定的逻辑计算负荷转带后频率跌落幅值fd，fd=kf×(px-pt)/r；

5）若负荷转带后频率跌落幅值fd小于1.0，则安稳控制系统执行向电解铝控制系统发“负荷转带”命令，控制逻辑结束，电解铝控制系统接收指令后立即执行，实现电解铝部分负荷由公网电源供电的m台整流机组接带；

6）若负荷转带后频率跌落幅值fd大于或等于1.0，则安稳控制系统按照已设定的逻辑计算压负荷量ls=kl*{px-pt-r×(1+kf)/kf/2}，确定电解铝压负荷量，同时依据最大转移功率pt和计算结果向电解铝控制系统发“负荷转带+压负荷”命令，电解铝控制系统接收指令后完成电解铝部分负荷由公网电源供电的m台整流机组接带和独立电网供电的n台整流机组按照“压负荷”指令调节晶闸管触发角减少负荷。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：本发明利用企业独立电网内电解铝整流系统特性，利用不同的交流电源通过整流系统在直流侧并列运行的原理，实现“交流异网、直流并列”的电解铝供电模式。在此模式下制定独立电网内发生电源故障情况下的“负荷转带+切除负荷”的控制方式保持电网的稳定，避免电解铝企业全停风险，从而减少电解铝企业的损失。主要特点是按照公网电源的事故备用容量制定可转带的电解铝负荷，让公网起到负荷支撑作用，减少损失负荷，保证电解铝生产系列不发生全停，确保最基本的剩余负荷保证电解槽的保温保安负荷，有利于独立电网的快速恢复。

本发明解决了在独立电网运行过程中，由于网内机组出现跳闸而电源不足问题，利用公网事故备用电源实现负荷转带。采用“负荷转带+压负荷”控制方式，有效减少切除的负荷量，从而有利于独立电网的稳定运行和企业的经济效益。

附图说明

图1为本发明的逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

一种应用于独立电网的安全稳定控制方法，包括以下步骤：

步骤1）正常运行时，独立电网的电源接带电解铝负荷，公网电源处于空负荷状态；即根据“系列额定电流恒定运行反馈信号”自动调节由独立电网供电的n台整流机组晶闸管触发角来满足电解系列正常生产；

步骤2）当独立电网内1台大容量机组发生跳闸后，安全稳定控制系统执行向电解铝控制系统发“负荷转带”命令，（电解铝控制系统为现有电解铝上的控制系统）电解铝控制系统根据接收的“负荷转带”指令实现电解铝部分负荷由公网电源供电的m台整流机组接带；或者安全稳定控制系统执行向电解铝控制系统发“负荷转带+压负荷”命令，电解铝控制系统根据接收的“负荷转带+压负荷”指令同时完成电解铝部分负荷由公网电源供电的m台整流机组接带和独立电网供电的n台整流机组按照“压负荷”指令调节晶闸管触发角减少负荷，确保电网稳定运行。

步骤2）中安全稳定控制系统的逻辑执行步骤如下：

1）依据电网网架结构，整定每hz频率跌落对应的功率缺额量r、负荷转带的频率修正系数kf和压负荷修正系数kl。

2）实际电网运行过程中，当出现1台大容量的机组跳闸时，安全稳定控制系统逻辑启动，确定故障前功率扰动量px值及最大转移功率pt。

3）若功率扰动量px小于每hz频率跌落对应的功率缺额量r，则依靠独立电网网内其他机组的调频能力能够保证电网的稳定运行，不再采取安稳措施，控制逻辑结束。

4）若功率扰动量px大于或等于每hz频率跌落对应的功率缺额量r，则已设定的逻辑计算负荷转带后频率跌落幅值fd，fd=kf×(px-pt)/r。

5）若负荷转带后频率跌落幅值fd小于1.0，则安稳控制系统执行向电解铝控制系统发“负荷转带”命令，控制逻辑结束，电解铝控制系统接收指令后立即执行，实现电解铝部分负荷由公网电源供电的m台整流机组接带（负荷转带）。

6）若负荷转带后频率跌落幅值fd大于或等于1.0，则安稳控制系统按照已设定的逻辑计算压负荷量ls=kl*{px-pt-r×(1+kf)/kf/2}，确定电解铝压负荷量，同时依据最大转移功率pt和计算结果向电解铝控制系统发“负荷转带+压负荷”命令，电解铝控制系统接收指令后完成电解铝部分负荷由公网电源供电的m台整流机组接带（负荷转带）和独立电网供电的n台整流机组按照“压负荷”指令调节晶闸管触发角减少负荷。